化工生产车间布置设计

化工生产车间布置设计第1页/共94页1车间布置设计车间布置包括

1）车间厂房布置设计（车间各工段，各设施在车间场地范围内的平面布置）2）车间设备布置设计（生产设备、电气仪表设施的布置）

以上总称车间布置设计。第2页/共94页第3页/共94页1.1车间布置设计的依据1．厂区总平面布置图。2．已掌握本车间与其它各生产车间、辅助生产车间、生活设施以及本车间与车间内外的道路、铁路、码头、输电、消防等的关系，了解有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等国家标准与设计规范。

3．熟悉本车间的生产工艺并已绘出管道及仪表流程图；熟悉有关物性数据、原材料和主、付产品的贮存、运输方式和特殊要求。第4页/共94页4．熟悉本车间各种设备、设备的特点、要求及日后的安装、检修、操作所需空间、位置。如根据设备的操作情况和工艺要求，决定设备装置是否露天布置，是否需要检修场地，是否经常更换等。5．了解与本车间工艺有关的配电、控制仪表等其它专业和办公、生活设施方面的要求。6．具有车间设备一览表和车间定员表。第5页/共94页1.2车间布置设计的内容1．车间厂房的整体布置设计

2．车间设备布置设计

3．绘制车间布置图第6页/共94页第7页/共94页第8页/共94页第9页/共94页第10页/共94页1.3车间布置设计的原则1．车间布置设计要适应总图布置要求，与其它车间、公用系统、运输系统组成有机体。

2．最大限度地满足工艺生产包括设备维修要求。

3．经济效果要好；有效地利用车间建筑面积和土地；要为车间技术经济先进指标创造条件。

4．便于生产管理，安装、操作、检修方便。

5．要符合有关的布置规范和国家有关的法规，妥善处理防火、防爆、防毒、防腐等问题，保证生产安全，还要符合建筑规范和要求。人流货流尽量不要交错。

6．要考虑车间的发展和厂房的扩建。

7.考虑地区的气象、地质、水文等条件。第11页/共94页1.4车间布置设计的方法和步骤1．准备资料。

2．确定各工段的布置方式。

3．确定厂房布置和设备布置方案。

4．绘制车间布置草图。

5．绘制车间设备布置图。第12页/共94页柱子、墙、门窗户1.5厂房的柱网布置第13页/共94页柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网络线。1.5.1柱网概念第14页/共94页2134600060006000+10.00+5.00±0.00+16.00第15页/共94页生产类别为甲、乙类生产，宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为6m，也可采用7.5m。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或内框架结构，间距采用4m、5m或6m。框架结构或混合结构,在一幢厂房中不宜采用多种柱距。1.5.2柱网间距第16页/共94页1.6设备布置图的绘制设备布置图中视图的表达内容主要是两部分，一是建筑物及其构件；二是设备。(1)设备布置图平面图，对于较复杂的装置或有多层建筑、构筑物的装置，仅用平面图表达不清楚时，可加绘剖视或局部剖视图。(2)对于有多层建筑、构筑物的装置，应依次分层绘制各层的设备布置平面图，各层平面图均是以上一层的楼板底面水平剖切所得的俯视图。第17页/共94页(3)一般情况下，每层只需画一张平面图。当有局部操作平台时，主平面图可只画操作平台以下的设备，而操作平台和在操作平台上面的设备应另画局部平面图。如果操作平台下面的设备很少，在不影响图面清晰的情况下，也可两者重叠绘制，将操作平台下面的设备画为虚线。(4)当一台设备穿越多层建筑物、构筑物时，在每层平面图上均需画出设备的平面位置，并标注设备位号。第18页/共94页200010002000设备尺寸标注1250002000AB按照设备的中心定位第19页/共94页CBA123

6000

6000

14002000

1500反应器R101A

6000

3000反应器R101B

1000

8001200加料泵P101A加料泵P101B

A

A±0.000平面第20页/共94页CBA12

3000

3000600030002000200015001400反应器R101A反应器R101B

A+6.000平面

A3第21页/共94页+0.30+7.50+0.15+6.00+0.00反应器R101A加料泵P101BA-A剖视图+9.00123第22页/共94页第23页/共94页第24页/共94页2车间厂房的整体布置设计

根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地址条件，可采用以下两种方式布置：

1、集中布置

2、分散布置注意：尽可能采用露天化布置（省基建投资，加快基建进度，降低防火防爆等级，安全，易改扩建等）第25页/共94页2.1车间整体平面设计1）直通管廊长条布置第26页/共94页2）L形、T形管廊布置第27页/共94页2.2厂房平面布置化工厂房平面型式的选择原则：在满足生产工艺要求下尽量力求简单，力争美化，同时要按照建筑规范要求。化工厂房平面型式：一般有长方形、L型、T型和П型。第28页/共94页一般单层厂房宽度不宜超过30m，多层厂房宽度不宜超过24m，厂房常用宽度有9m、12m、14.4m\15m、18m和24m。厂房中柱子布置既要便于设备排列和工人操作,又要有利于交通运输。在进行车间布置时，要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。如车间面积小，生产人数少，可设一个，车间门向外开。2.4厂房的宽度第29页/共94页化工厂厂房的高度，主要由工艺设备布置要求所决定。每层高度取决于设备的高低，安装的位置，检修要求及安全卫生等条件。一般框架或混合结构的多层厂房，层高多采用5m，6m，最低不得低于4.5m。

有爆炸危险车间宜采用单层，厂房内设置多层操作台以满足工艺设备位差的要求。如必须设在多层厂房内，则应布置在厂房顶层。2.5厂房的立面布置第30页/共94页1.厂房设计首先应满足生产工艺的要求，顺应生产工艺的顺序；路线最短，占地最少，投资最低。

2.厂房设计时应考虑到重型设备或震动性设备如：压缩机、大型离心机等，尽量布置在底层，在必须布置在楼上时，应布置在梁上。

3.操作平台应尽量统一设计，以免平台较多时，平台支柱零乱繁杂，厂房内构筑物过多，占用过多的面积。2.6厂房布置设计注意问题第31页/共94页4.厂房的进出口、通道、楼梯位置要安排好，大门宽度要比最大设备宽出0.2米以上，当设备太高、太宽时，可与土建专业协商，预留安装孔解决，当需要有运输设备进出厂房时，厂房必须有一个门的宽度比满载的运输设备宽0.5米，高0.4米以上。5.注意安全，一般层高不宜少于3.2米，楼层、平台要有安全出口。第32页/共94页3车间设备布置设计设备布置因生产规模、设备特点、工艺操作要求等不同有：室内布置室内和露天联合布置露天化布置第33页/共94页1、室外A、生产中一般不经常操作或可用自动化仪表控制的设备，如塔设备、换热设备、液体原料贮罐、成品贮罐、气柜等。B、由大气调节温度的设备，如空冷器、凉水塔等。2、室内A、不允许有显著温度变化，不能受大气影响的一些设备，如某些反应罐，各种机械传动设备。B、装有精度很高仪表的设备等。第34页/共94页3.1对设备布置设计的要求1主导风向对设备布置的要求临近有释放毒性或易燃气体的工厂，则建在其上风侧，或隔离。第35页/共94页2生产工艺对设备布置的要求①在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性；②凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起；③设备布置时要考虑必须有足够的操作、通行及检修需要的位置；④要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性；⑤要尽可能地缩短设备间管线。⑥车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地；⑦传动设备要有安装安全防护装置的位置；⑧要考虑物料特性对防火、防爆、防毒及控制噪音的要求；⑨根据生产发展的需要与可能，适当预留扩建余地；⑩设备间距。第36页/共94页3.2

设

备

间

距第37页/共94页3.3设备布置的安全要求（1）车间内建筑物、构筑物、设备的防火间距一定要达到工厂防火规定的要求。（2）有爆炸危险的设备最好露天布置，室内布置要加强通风，防止易燃易爆物质聚集，将有爆炸危险的设备宜与其它设备分开布置，布置在单层厂房及厂房或场地的外围，有利于防爆泄压和消防，并有防爆设施，如防爆墙等。（3）处理酸、碱等腐蚀性介质的设备应尽量集中布置在建筑物的底层，不宜布置在楼上和地下室，而且设备周围要设有防腐围堤。（4）有毒、有粉尘和有气体腐蚀的设备，应各自相对集中布置并加强通风设施和防腐、防毒措施。第38页/共94页（5）设备布置尽量采用露天布置或半露天框架式布置形式，以减少占地面积和建筑投资。比较安全而又间歇操作和操作频繁的设备一般可以布置在室内。（6）要为工人操作创造良好的采光条件，布置设备时尽可能作到工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。（7）要最有效地利用自然对流通风，车间南北向不宜隔断。放热量大，有毒害性气体或粉尘的工段，如不能露天布置时需要有机械送排风装置或采取其他措施，以满足卫生标准的要求。（8）装置内应有安全通道、消防车通道、安全直梯等。第39页/共94页3.4操作对设备布置的要求装置布置应该为操作人员创造良好的操作条件

1、操作和检修通道；

2、合理的设备间距和净空高度（见下图)；

3、必要的平台，楼梯和安全出入；

4、尽可能地减少对操作人员的污染和噪音；

5、控制室应位于主要操作区附近。第40页/共94页第41页/共94页3.5设备安装、检修对设备布置的要求①要根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。②要考虑设备能顺利进出车间，大门宽度比最大设备宽0.5m③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔④必须考虑设备检修拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备，运送场地及予装吊钩等。第42页/共94页3.6厂房建筑对设备布置的要求①凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；②有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起；③布置设备时，要避开建筑物的柱子及主梁；④厂房中操作台须统一考虑，防止支柱重复；⑤设备不应布置在建筑物的沉降或伸缩缝处；⑥设备应尽可能避免布置在窗前以免影响采光；⑦设备布置时应考虑设备的运输线路，安装、检修方式，以决定安装孔、吊钩及设备间距等。第43页/共94页4常用设备布置的原则动设备静设备第44页/共94页4.1动设备布置安全设计泵压缩机第45页/共94页4.1.1泵的布置1.泵的一般布置（1）泵出口管线一般布置成一条直线；（2）泵基础要对齐；（3）电机侧要留有通道；（4）泵前方的操作检修通道不应小于1.25m，多级泵前宽度不应小于1.8m。第46页/共94页2．泵距和基础标高（1）泵距小型泵0.75～1.2m中型泵1.5～2.1m大型泵1.5～2.7m（2）泵设备基础标高一般在0.3m。第47页/共94页3.管廊下多泵的布置(1)有多台泵的装置，泵宜在管廊下成排布置，泵出口中心线取齐。(2)在管廊上无空冷器时，泵在管廊内侧，泵出口中心距管廊柱中心0.6m。第48页/共94页(3)在管廊上方有空冷器时①如泵的操作温度为340℃以下则泵布置在管廊外侧，泵出口中心线伸出管廊距柱中心线0.6m，泵的驱动机在管廊内侧。②如泵的操作温度等于或大于340℃，则泵布置在管廊外侧(包括泵的驱动机)，泵出口中心线距管廊中心线3m。(4)管廊内两排泵对称布置时，中间通道宽度不应小于2m，两台泵之间的最小净距为0.8m(5)立式泵布置在管廊或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间。第49页/共94页泵的平面布置第50页/共94页4.1.2压缩机的布置1.往复式压缩机的布置1）有规律地排列，出口管线布置成一条线；2）压缩机前后空，能有活塞抽出的空间；3）压缩机进出口配管应避免在机上方，可沿地板或地下配管；4）多台压缩机布置时中心间距2.4m，设备基础标高为0.3～1.2m；5）当压缩机布置在厂房内时，机组一侧应有检修时放置机组部件的场地，靠道路端的厂房楼板上设置吊装孔；第51页/共94页（6）压缩机上方应设置检修用吊车，根据制造厂提供的压缩机最大起吊部件的最小起吊高度确定吊车梁的轨顶标高；（7）压缩机厂房基础应与压缩机基础分开，以防引起共振；（8）机组及其附属设备的布置应满足制造厂的要求。往复式压缩机应布置在厂房或带遮阳板的敞棚内。第52页/共94页2.可燃气体压缩机的布置及其厂房的设计燃气体压缩机的布置应符合《石油化工企业设计防火规范》有关规定。厂房内通风应符合国家现行《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》的规定。3.可燃气体压缩机布置可燃气体压缩机宜露天或半露天布置，但严寒或多风沙地区应布置厂房内。第53页/共94页室内离心压缩机的平面布置第54页/共94页室内离心压缩机的立面布置第55页/共94页4.2静设备布置安全设计容器换热器塔反应器第56页/共94页4.2.1容器的布置1.立式容器的布置(1)为了操作方便，立式容器可以安装在地面，楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台，采用支耳支承。(2)立式容器穿越楼板或平台时，应避免液位计和液位控制器穿越楼板或平台。(3)大型立式容器宜从地面支承，如带有大负荷的搅拌器时更应如此。(4)对于顶部设有加料口的立式容器，加料点的高度不宜高出楼板或平台1.0m，否则应考虑增设加料平台或台阶。第57页/共94页2.卧式容器的布置(1)成组布置的卧式容器宜按支座基础中心线取齐或按封头切线对齐，不同规格的容器上部水平，可设置联合平台。(2)卧式容器之间如无阀门或仪表时巡视检查通道不宜小于0.75D，当有阀门或仪表时，操作通道净空应不小于1.0D。容器下方需设通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m。(3)卧式容器的安装高度应满足物料重力流或泵吸入高度的要求。第58页/共94页(4)卧式容器在地下坑内布置，应妥善处理坑内的积水和有毒、易爆、可燃介质的积聚，坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求。(5)卧式容器的平台设置要考虑人孔和液面计等操作因素，对于集中布置的卧式容器可设联合平台。(6)大型容器的支座应位于构筑物的梁上。当多台容器布置在同一框架上时，框架高度按最高的容器标高考虑，容器上空要考虑在容器顶部如设置操作平台所需的净空要求。第59页/共94页卧式容器第60页/共94页立式容器第61页/共94页4.2.2换热器的布置1.地面上换热器的布置(1)成组布置的换热器应排列整齐，其管箱接管中心线宜在一条直线上。(2)换热器安装间距①两台换热器外壳间无配管时，最小净距为0.6m；②两台换热器外壳之间有配管但无操作要求时，仅巡视用通道，其最小净距为0.75m；③两台换热器外壳间有操作阀门或仪表时，操作通道最小距离为1.0m。第62页/共94页（3）换热器安装高度①换热器的安装高度，如工艺没有特殊要求，则可按其底部接管最低标高(或排液阀下部)与地面(或平台面)的净空不小于150mm考虑。②布置在管廊下的换热器，其端头侧应留有足够的检修空间和通道。第63页/共94页（4）换热器安装空间①布置时要考虑换热器管束抽出的方法和所需的空间，应将管箱侧朝向通道；②在布置列管换热器时，应考虑维修卸下管道盖并用机械方法清理管子的空间；③釜式换热器壳体上装有液位计时，应考虑其操作、维修或设置操作平台的空间。第64页/共94页2.框架上换热器的布置浮头式管壳换热器在浮头端距平台边的最小距离为1.2m；在管箱端距平台边的最小距离为1.5m，并应考虑管束抽出所需空间以便检修吊车接近设备。换热器周围平台应留有足够的操作和维修通道，最小通道为0.8m。原则上框架平台应设置斜梯，当平台面积超过50m2时应调辅助直爬梯。应使换热器一端支座中心线取齐，以便于土建专业布置承重梁。两个换热器外壳间无配管．仅作为检查用的最小间距为600mm，如有配管最小间距为750mm。第65页/共94页换热器的安装高度第66页/共94页管廊下换热器的布置第67页/共94页框架上换热器的布置第68页/共94页3.3塔的布置

1.塔的平面布置（1）塔的布置多数采用单排形式，按流程顺序沿管廊或框架一侧中心线对齐。这样既方便安装，又方便配管。（2）对于直径较小本体较高的塔，可以双排或成三角形布置，利用平台将塔联系在一起，也可以布置在框架内，利用联合平台或框架提高其定性。第69页/共94页2.塔的安装距离（1）塔和管廊立柱之间没有布置泵时，塔外壁与管廊立柱之间的距离一般为3～5m，塔和管廊立柱之间布置泵时，应按泵的操作，检修和配管要求确定，一般情况下不宜小于2.5m，（2）两塔之间净距不宜小于2.5m，以便敷设管道和设置平台。塔的操作一侧应考滤塔的吊装设施和运输通道。在塔的吊柱转动范围内，应留有起吊塔盘、填料、安全阀等的空间。第70页/共94页3.塔的安装高度（1）对于利用塔的内压或塔内流体重力将物料送往其他设备和管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度来确定塔的安装高度；（2）对于靠位差输送液体的塔的安装高度由被送设备高度决定；（3）对于用泵抽吸塔底液体时，应由泵的必要汽蚀余量和吸入管道的压力降来确定塔的安装高度；（4）带有立式热虹吸式再沸器或卧式再沸器的塔的安装高度应按塔和再沸器之间的相互关系和操作要求来确定(根据PID要求)；（5）塔的安装高度还应满足底部管道安装和操作的要求。第71页/共94页塔的成组布置第72页/共94页成排塔的布置第73页/共94页成组塔与框架的联合布置第74页/共94页成排塔的立面第75页/共94页第76页/共94页第77页/共94页3.4反应器的布置1.反应器一般成组布置在框架内，框架顶部设有吊装催化剂和供检修用的吊车梁，框架下部应有卸催化剂的空间，框架的一侧应有通道和检修、起吊所需的窄间和场地，2.操作压力超过3.5MPa的反应器宜布置在装置的一端或一侧。3．反应器安装净间距小型反应器间距1.2m、大型反应器间距为D。第78页/共94页釜式反应器的平面布置第79页/共94页釜式反应器的立面布置第80页/共94页4.反应器的安装高度应考滤催化剂卸料口的位置和高度。（1）卸料口在反应器正下方时，其安装高度应能使催化剂的运输车进入反应器底部，一般净空不小于3m。（2）卸料口伸出反应器底部，并充许将废催化剂就地卸去，卸料口高度不应低于1.2m。反应器的废催化剂如果结块需要处理时，在反应器底部应有废催化剂粉碎过筛所需空间。第81页/共94页固定床催化反应器第82页/共94页5.反应器与加热炉间距（1）反应器与提供反应热量的加热炉之间，没有防火间距要求，但应考虑操作和检修通道，或在其二者之间设管廊。加热炉的安全距离按《石油化工企业计防火规范》布置。（2）反应器和加热炉相联系的管道应在应力通过的前提下确定合理的布置，尽量缩短管道长度。易燃爆情况大于30m，温差较大的应考虑应力补偿。第83页/共94页4其它设备布置安全设计第84页/共94页4.1加热炉的布置1.加热炉属于明火设备，宜位于装置常年最小频率风向的下风侧，以免泄漏的可燃气体吹向炉子，发生事故。2.加热炉周围应保持一定的安全距离，与控制室和工艺设备的间距应按《石油化工企业设计防火规范》的规定。3.卧管箱式加热炉应考虑炉管抽芯所需的空间，其检修场地的长度宜为炉管长度加2m。4.垂直安装炉管的立式加热炉，应考虑从顶部抽出炉管的空间。5.为便于施工安装，加热炉通常布置在装置区的边缘地区，靠近主要道路。6.两台加热炉的净距不宜小于3m。第85页/共94页4.2管廊的布置1.管廊的形式管廊的形式根据装置界区的地形、地貌、占地面积和原料、产品以及公用物料进出界区的位置来确定。对设备数量较少的装置，通常采用一端式或直通式管廊，其他L形、T形、u形及组合管廊等可视为几个基本形状的组合。一端式即工艺和公用物料管道从装置的一